(57)【要約】【課題】  光学回折媒体を用いて、記憶媒体に対する変換器のヘッドの相対的な位置を検出するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】  ヘッドの位置決めサーボシステムは、一例において、変換器のヘッドのアセンブリ、当該変換器のヘッドのアセンブリに対して空間的に固定された回折媒体、磁気記憶媒体の少なくとも一部および回折媒体を照明するための光源１０、磁気記憶媒体および回折媒体を照明する光源からの光を検出するための検出器４０、ならびに検出された光に応じて、磁気記憶媒体に対する変換器のヘッドの位置を調整するための制御装置を含む。【選択図】        図１
2005129213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドの位置決めサーボシステムであって、
変換器のヘッドのアセンブリと、
前記変換器のヘッドのアセンブリに対して空間的に固定された回折媒体と、
磁気記憶媒体の少なくとも一部および前記回折媒体を照明するための光源と、
前記磁気記憶媒体および前記回折媒体を照明する前記光源からの光を検出するための検出器と、
前記検出された光に応じて、前記磁気記憶媒体に対する前記変換器のヘッドのアセンブリの位置を調整するための制御装置とを含む、ヘッドの位置決めサーボシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、磁気記憶テープの少なくとも一部を照明し、かつ前記回折媒体を通過する光の出力パターンに基づいて、前記変換器のヘッドのアセンブリの相対的な位置を決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記磁気記憶媒体は第２の回折媒体を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記光源は、前記磁気記憶媒体のエッジを照明して、前記回折媒体に映される回折パターンを生成するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記回折媒体は光学マークのグリッドを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記回折媒体は光学マークの列を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記回折媒体には、磁気記憶媒体と接触するように構成されたガラステープヘッドのアイランドが含まれる、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記検出器は、第１の検出器と、前記記憶媒体の幅に亘って横方向にずらされた第２の検出器とを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
変換器のヘッドのアセンブリであって、
少なくとも１つの変換器要素に対して空間的に固定された回折媒体と、
磁気記憶媒体の少なくとも一部および前記回折媒体を照明するための光源と、
前記磁気記憶媒体および前記回折媒体を照明する前記光源からの光を検出するための検出器とを含む、変換器のヘッドのアセンブリ。
【請求項１０】
前記検出された光に応じて、前記磁気記憶媒体に対して変換器のヘッドの位置を調整するための制御装置をさらに含む、請求項９に記載のヘッドのアセンブリ。
【請求項１１】
前記制御装置は、磁気記憶テープの少なくとも一部を照明し、かつ前記回折媒体を通過する光の出力パターンに基づいて、前記変換器のヘッドのアセンブリの相対的な位置を決定する、請求項１０に記載のヘッドのアセンブリ。
【請求項１２】
前記磁気記憶媒体は第２の回折媒体を含む、請求項９に記載のヘッドのアセンブリ。
【請求項１３】
前記光源は、前記磁気記憶媒体のエッジを照明して、前記回折媒体に映される回折パターンを生成するように構成される、請求項９に記載のヘッドのアセンブリ。
【請求項１４】
前記回折媒体は光学マークのグリッドを含む、請求項９に記載のヘッドのアセンブリ。
【請求項１５】
前記回折媒体は光学マークの列を含む、請求項９に記載のヘッドのアセンブリ。
【請求項１６】
前記回折媒体には、磁気記憶媒体と接触するように構成されたガラステープヘッドのアイランドが含まれる、請求項９に記載のヘッドのアセンブリ。
【請求項１７】
前記検出器は、第１の検出器と、テープの幅に亘って横方向にずらされた第２の検出器とを含む、請求項９に記載のヘッドのアセンブリ。
【請求項１８】
記憶媒体に対する変換器のヘッドの位置を検出するための方法であって、
第２の回折媒体に対する（第１の回折媒体の）相対的な位置を決定するステップを含み、前記第１の回折媒体は前記記憶媒体の位置と関連付けられ、前記方法はさらに、
前記第２の回折媒体に対する前記第１の回折媒体の相対的な位置に応じて、前記記憶媒体に対して前記変換器のヘッドのを再び位置付けるステップを含む、方法。
【請求項１９】
前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体を光源で照明するステップと、前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体の双方を通過する光を検出するステップとをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体を通過する光の出力パターンに基づいて、前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体の相対的な位置を決定するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の回折媒体には磁気記憶媒体が含まれる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の回折媒体は磁気記憶媒体のエッジを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の回折媒体は前記変換器のヘッドに機械的に結合される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体のうちの少なくとも１つは、光学マークのグリッドを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の回折媒体および前記第２の回折媒体のうちの少なくとも１つは、光学マークの列を含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、先願の仮特許出願である、２００３年１０月２０日出願の、「回折位置センサおよび制御システム（“Diffractive Position Sensors and Control Systems”）」と題された、米国出願番号第６０／５１３，１６９号の利益を主張し、これは本明細書で完全に述べられるかのように引用により援用される。
【０００２】
背景
発明の分野
本発明は、一般的に磁気テープ記憶装置およびシステムに関し、より特定的には、読取／書込ヘッドと磁気記憶テープとの間の位置合わせ不良を検出するヘッドの位置決めサーボシステムのための方法およびシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
デジタルテープ記録は、大量のデータを記憶するための実現可能な解決法であり続けている。従来、デジタル情報を磁気記録テープに記録するための少なくとも２つのアプローチが採られている。１つのアプローチでは、磁気テープが、不連続の横断トラックからユーザの情報を読取りかつ書込む回転するヘッド構造を通過することが必要とされる。双方向サーボシステムは典型的に、ヘッド構造の回転をテープの進行と同調させるために用いられる。別のアプローチでは、かなりの線速度で回転しないヘッドにわたってテープを引張る。このアプローチは、リニア「ストリーミング」テープ記録および再生と呼ばれることがある。
【０００４】
記憶容量の増大および検索性能の向上が、すべての商業的に実現可能な大容量記憶装置および媒体に望まれる。リニアテープ記録の場合に、マルチヘッド、マルチチャネルが据え付けられたヘッド構造が一般的に普及しており、これは記録ギャップおよびデータトラック幅が狭いために、２分の１インチのテープ幅といった予め定められた幅のテープ媒体上で多くのリニアデータトラックを達成し得る。所与のカートリッジサイズの記憶密度を増大させるために、テープのビットが、より狭い領域に、および複数の平行な長手のトラック上に書込まれ得る。より多くのデータトラックがテープに記録されると、各々のトラックは非常に狭くなる。したがって、テープは、それが磁気ヘッドを通過すると、その進行経路に垂直の方向に上下に移動すること（横方向テープ運動または“ＬＴＭ（Lateral Tape Motion）”と呼ばれる）によってもたらされるエラーの影響を受け易くなる。ＬＴＭは、テープスリットのばらつき、張力のばらつき、案内機構における欠陥、主にヘッドにおける摩擦のばらつき、ならびに熱および湿気等の環境要因を含む多くの要因によってもたらされ得る。これらの要因はさまざまな方法でＬＴＭに影響を及ぼす。突然の瞬時の飛び越しをもたらすものがあれば、静的な移動をもたらすものもあるかもしれない。一般的に、ＬＴＭは予測不可能であり、反復不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マルチヘッド、マルチチャネルの磁気テープ記憶システムにおいて、不規則な横方向テープ運動は、一般的に、高いトラック密度およびしたがってテープごとの高いユーザデータ容量を達成する際の制限要素である。記憶テープおよび当該テープ上のデータトラックに対するヘッドの適切な位置合わせを維持するために、テープは一般的に、ＬＴＭおよび
データ検索エラーを最小にするように機械的に制約される。ヘッドおよびデータトラック間の位置合わせ不良は、リードバックの際にデータエラーをもたらし、かつ書込の際に隣接するトラックでデータ損失をもたらすおそれがある。
【０００６】
磁気テープ上のトラック密度を増大させるためのさまざまな技術では、テープ上のサーボ情報の記録を用いて、書込および／または読取プロセスの際に位置決め情報をテープドライブシステムに与える。いくつかのシステムは、連続的なトラックのサーボ情報を磁気的に記録し、このサーボ情報は次に、読取られ、位置参照信号としてられ用いられる。たとえば、専用および組込み式磁気サーボトラック、時間および振幅サーボトラック等を含むさまざまな技術が用いられてきた。他のシステムは、ユーザデータを有するサーボ情報を散在させるまたは組込み得る。しかしながら、これらの例では、テープ容量の一部をサーボ情報のために用いることによってテープのデータ容量が減じられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
簡単な概要
本発明の一局面に従って、光サーボシステム、および、光学回折媒体を用いて記憶テープに対する読取／書込ヘッドの相対的な位置情報を得るための付随する方法が提供される。
【０００８】
一例において、記憶媒体に対する変換器のヘッドの位置を検出するための方法が提供される。この方法は、第１の回折媒体の、第２の回折媒体に対する相対的な位置を決定するステップを含み、第１の回折媒体は記憶媒体と関連付けられる。変換器のヘッドは、第１の回折媒体および第２の回折媒体の相対的な位置に応じて、記憶媒体に対して再び位置付けられる。第１の回折媒体は、記憶媒体に含まれるか、または記憶媒体のエッジ、たとえば磁気記憶テープのエッジを含み得る。第２の回折媒体は変換器のヘッドに結合され得る。
【０００９】
別の例において、ヘッドの位置決めサーボシステムが提供される。この例示のシステムは、変換器のヘッドのアセンブリ、当該変換器のヘッドのアセンブリに対して空間的に固定された回折媒体、磁気記憶媒体および回折媒体の少なくとも一部を照明するための光源、磁気記憶媒体および回折媒体を照明するための光源からの光を検出するための検出器、ならびに検出された光に応じて変換器のヘッドの位置を調整するための制御装置を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書に記載されたサーボシステムおよび方法は、テープドライブシステムにおいて用いられて、記録テープに対して記録ヘッドを較正しまたはサーボ制御し得る。好適な制御装置は、テープに対するヘッドの相対的な位置を決定することにより、制御装置がヘッドの位置を調整して、テープに対して所望の位置を達成することができるようにし得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明およびそのさまざまな実施例は、以下の詳細な説明を添付の図面および特許請求の範囲と関連して考えると、よりよく理解される。
【００１２】
詳細な説明
サーボシステム、たとえば主要なサーボシステムまたはサブシステムサーボシステムのための較正および／または位置情報を与えるためのさまざまな方法およびシステムが提供される。以下の説明は、当業者が本発明のさまざまな局面を利用できるようにするために提示される。特定の材料、技術および適用例の説明は例として与えられるにすぎない。本明細書に記載される例へのさまざまな改変は、当業者にとって容易に明らかであり、本明細書で規定された一般原理は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、他の例お
よび適用例に適用され得る。
【００１３】
書込および読取プロセスの際に、変換器のヘッドを、テープドライブシステムにおける磁気記憶テープに対して適切に位置付けることは、磁気記憶テープシステムの分野において主要な課題の１つである。一般的に、テープドライブ電気機械システムによって配備された閉ループサーボシステムは、記憶テープに対するヘッドの位置を推定して、変換器のヘッドをデータトラック位置に位置合わせする。以下に記載された例示の方法およびシステムは、２つの回折媒体、すなわち記憶媒体の位置と関連付けられた第１の回折媒体、および変換器の要素の位置と関連付けられた第２の回折媒体を用いることによって、変換器の要素を磁気記憶テープに対して相対的に位置付けるための位置情報を収集する。記載された例示の方法およびシステムは、磁気または光サーボデータを書込むことなく用いることができる。さらに、回折媒体を用いる例示の方法およびシステムは、幅を減じかつ位置決めを向上させた状態でデータトラックを記録することを可能にし、これは記憶容量を増大させ、かつエラー率を減じ得る。しかしながら、当業者は、例示の方法およびシステムを用いて、さまざまな他のサーボシステム、たとえば磁気または光サーボシステムを強化し、または支援し得ることを認識するであろう。
【００１４】
例示のテープドライブシステム、ならびに、記載されたさまざまな例示のシステムおよび方法とともに用いられ得る方法は、たとえば、米国特許第６，２４６，５３５号、６，１０８，１５９号、および、５，３７１，６３８号、ならびに、米国特許出願第０９／８６５，２１５号に記載されたものを含み、これらのすべては、それが本明細書において完全に述べられるかように引用により援用される。当業者は、（おそらく当業者にとって明らかであろういくつかの修正を有する）さまざまな他の好適なテープドライブシステムおよびサーボシステムを、１つ以上の例示のシステムおよび方法とともに用い得ることを認識するであろう。
【００１５】
本明細書で示された１つの例示の光サーボ方法に従うと、第１の回折媒体の、第２の回折媒体に対する位置が決定され、第１の回折媒体は磁気記憶媒体に関連付けられる。少なくとも１つの光源（たとえばレーザ等のコヒーレントソース）は、第１の回折媒体を照明して、第１の回折パターンを生じる。第１の回折パターンは第２の回折媒体を照明して、出力回折パターンを生じる。少なくとも１つの検出器は出力パターンを検出する。制御装置は、検出された出力パターンに基づいて、第１の回折媒体の、第２の回折媒体に対する相対的な位置を決定する。この制御装置は、検出された出力パターン（たとえば検出された出力パターンの合計強度）に基づいて、第１の（たとえば横の）方向における、第１の回折媒体の、第２の回折媒体に対する相対的な位置を決定し得る。
【００１６】
例示の方法は、光透過を可能にするように型を付けることができる材料を用いて、いかなる測定または位置決めシステムにも適用され得る。この材料は、測定されるオブジェクトに取付けられたまたはその一部をなすパターンとともに製造される。結果として生じる回折媒体は、「オブジェクトマスク」と呼ばれ得る。第２の回折媒体または「参照マスク」は、同一のまたは同様のパターンを含み得る。
【００１７】
第１のおよび第２の回折媒体は、それぞれの第１のおよび第２のマスクパターンを有する第１のおよび第２のマスクを含み得る。マスクパターンは各々が、たとえば透過点のグリッド、長方形の孔、または同様のマークを含み得る。マスクパターンは同一であってもよい。別の例において、１つのマスクパターンは、他のマスクパターンにおけるすべての列についての整数の倍数のマークの列を含み得、列は横方向に垂直の長手方向におけるマスクの面にある。別の例において、第１のおよび／または第２のマスクパターンは、長手方向にある線を含み得る。
【００１８】
少なくとも１つの検出器は、第１のおよび第２の検出器を含み、第２の検出器は第１の検出器に対して空間的に横方向にずらされて、第１の検出器から９０°ほどオフセットされた態様で出力パターンを検出する。たとえば、第１の検出器が横方向に隙間の列と位置合わせされる場合、第２の検出器は横方向にずらされて、隙間からの光の半分を検出し得る。別の実施例において、第１のおよび第２の検出器は、たとえば１２０°ほど互いから部分的に直角にずらされ、これは依然として直交の構成要素を含む。この直交性によって、制御装置は、第１の回折媒体に対する第２の回折媒体の運動方向を決定し得る。
【００１９】
本明細書に記載されたサーボシステムをテープドライブにおいて用いて、記録ヘッドを記録テープに対してサーボ制御し得る。このようなテープサーボシステムにおいて、第１の回折媒体は記録テープを含み得る。この記録テープは、第１のマスクパターンとしてサーボトラックまたは他のマークを有する第１のマスクとして作用し得る。第２のマスクは、記録ヘッドに機械的に結合されてもよい。制御装置は、ヘッドのアクチュエータを通してヘッドの横方向の位置を制御する。制御装置は、テープに対するヘッドの相対的な位置を決定することにより、ヘッドの位置を調整して、テープに対する所望の位置を達成することができる。
【００２０】
（たとえば記録ヘッドに装着された参照マスクを有する）干渉マスクを用いることの１つの利点は、それが移動する光センサを必要としないために、テープの光学システムを簡素化し、アクチュエータの大きさを減じる（機械的な反応性を向上させる）ということである。さらに、この例では、非常に不透明な透過媒体および干渉増幅、ならびにセルフ・アライニングパターンを有する光集合を用いることができる。
【００２１】
図１は、一例に従った例示の光サーボシステムを示している。この例は、一次元におけるオブジェクトの運動を検出するものとして記載され、示されているが、当業者は本明細書に記載された技術を多数の次元に拡張し得ることを認識するであろう。この例において、関心のある動きは垂直方向（すなわち長手方向のテープ駆動に垂直な横方向）における動きである。図１に示されるように、２つのマスク、すなわち記憶媒体と関連付けられたオブジェクトマスク２０および参照マスク３０が用いられる。一例において、オブジェクトマスク２０はオブジェクト、たとえば記憶テープに取付けられるまたはそれに含まれ、参照マスク３０は静止した位置で保持される。コヒーレントレーザ源等の光源１０は、オブジェクトマスク２０および参照マスク３０を照明する。センサ４０、たとえばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）またはＣＣＤ（Charge Coupled Device）光検出器アレイを用いて、オブジェクトマスク２０および参照マスク３０を通過する光エネルギを測定する。光源１０、センサ４０および参照マスク３０は、オブジェクトおよび関連付けられたオブジェクトマスク２０に対して機械的に固定される。マスクパターンは、たとえば図２に示されるような円形のグリッドパターン、または図３に示されるような線のパターンを含み得る。マスクパターンの寸法は測定解像度と関連し、たとえば、一般的により小さな寸法のマスクパターンのマークはより高質な測定解像度をもたらす。一例において、たとえば図２に示されるようなマークの直径は１２μｍであり、ピッチは２４μｍである。当業者は、さまざまな他のマスクパターンが可能であることを認識するであろう。
【００２２】
センサ４０は、オブジェクトマスク２０および参照マスク３０の双方を通過する全回折光エネルギを測定し、これはオブジェクトマスク２０および参照マスク３０の双方の位置に関する情報を含んでいる。たとえば、オブジェクトマスク２０が参照マスク３０のパターンに位置合わせされるときに、最大強度の検出光が生じる。オブジェクトマスク２０が垂直に（横方向に）動かされると、オブジェクトマスク２０の回折パターンが参照マスク３０のパターンと交差する各々の列に対応して、強度が増大し、減少して変化する。オブジェクトマスク２０および参照マスク３０のパターンが適切に位置合わせされるとすれば
、参照マスク３０の列と一致したオブジェクトマスク２０の列があるときに最大光強度を生じる。オブジェクトマスク２０のパターンが参照マスク３０のパターンの直上にあるときに最大強度の列の交差が生じる。
【００２３】
直交波形、たとえばサインおよびコサインの波形を用いて、列の数および方向を記録することができる。たとえば、９０°ほど位相がオフセットされた２つのセンサシステムを用いることによって、サインおよびコサインの信号を生じ得る。
【００２４】
このシステムへの一層の強化が当業者によって認識されるであろう。たとえば、オブジェクトマスク２０および参照マスク３０の間に置かれた結像光学系は、参照マスク３０に映されたオブジェクトマスクの回折パターンを最適化し得る。センサ４０によって収集される光の量を向上させるために、光較正および集光レンズを用いることもできる。
【００２５】
別の例示の方法およびシステムに従うと、テープドライブは、上述の二重のマスク干渉技術を用いることによって、サーボ情報を検出し、システムの記録ヘッドに取付けられたマスクパターンを含む。磁気テープに配置されたサーボパターンは、第２の回折マスクパターンを与える。一例において、磁気テープは、クウォンタム・コーポレイション（Quantum Corporation)によって製造されたＳＤＬＴ（Super Digital Linear Tape）ドライブによって用いられる磁気テープ、またはいかなる他の好適な記憶テープであってもよく、光回折サーボシステムを現在のＳＤＬＴ  ＬＴＭ減少システムとともに用いてもよい。例示の方法およびシステムは、テープマスクの位置に対するヘッド運動を測定する。
【００２６】
一例において、参照マスクパターンは、最大光透過を可能にするように設計されてもよい。マスク材料は、光学パターンとともに製造され、ヘッドのアセンブリに取付けられる、またはその一部をなす。マスクパターン回折干渉は、増幅したパターンを生じ、この増幅したパターンは、参照マスクに対するオブジェクトマスクの、テープの動きおよび位置を検出し、最終的にそれらを制御するために用いられる。この例は、テープ媒体の修正を必要とすることなく、従来のテープドライブシステムにおける反射光センサの必要性を減じるまたは排除し得る。さらに、既存の反射光サーボシステムと比較して、この例は、ヘッドのアクチュエータから光センサを取除くことによって、光学システムを簡素化することにより、アクチュエータの大きさを減じ、機械的な反応性を増大させ得る。
【００２７】
図５を参照すると、磁気テープサーボパターンおよびヘッド運動を検出するためにヘッドのアクチュエータに取付けられたマスクパターンを用いた例示の光サーボシステムが記載されている。磁気テープサーボシステムおよびマスクパターンの幾何学的形態は図２に示されたものと同様であるかもしれない。この方法の操作は図１を参照して記載されたものと同様である。光源５１０、たとえばコヒーレント光のレーザは、磁気テープ５２０に取り付けられたまたはその一部をなすサーボパターンを照明し、それを透過することにより、図４に示されたものと同様の回折パターンを生成する。回折パターンは次に、記録ヘッドに結合されたまたはその一部である参照マスクまたはアクチュエータマスク５３０に映される。アクチュエータマスク５３０を通過する全体の光エネルギは、テープ５２０のサーボパターンおよびアクチュエータマスク５３０を通過した光の合計である。センサ５４０、たとえばＣＭＯＳまたはＣＣＤ光検出器アレイは、アクチュエータマスク５３０を通過する全回折光エネルギの合計を測定し、これは、テープの位置およびアクチュエータの位置の双方に関する情報を含む。
【００２８】
光がテープ５２０のサーボパターンを透過するときに、回折パターンがマスク５３０に投影され映される。マスク５３０または光源５１０の動きによって、回折パターンは移動しない。しかしながら、テープ５２０のサーボパターンが横方向に動くときに、センサ５４０によって測定されるように、強度の変化がある。サーボパターンを透過する光源５１
０によって生成された回折パターンは、それがアクチュエータマスク５３０のパターンを透過する際にこの光によって生成された回折パターンに干渉する。図６に示されるように、テープ５２０のサーボパターンがマスク５３０のパターンの中心に置かれたときに、最大の強度が生じる。マスク５３０が横方向に動くと、２つの効果、すなわち、徐々に増加し、そして減少する強度の変化と、テープ回折パターンがマスクパターンと交差する各々のトラックに対応した高速のシヌソイドの強度の変化が観察される。
【００２９】
マスク５３０およびテープ５２０のサーボパターンが適切に位置合わせされるならば、（サーボ帯域に１７のトラックがあると想定すると）特にトラック９の帯域の中心で交差するただ１つの最大の光強度のトラックがある。テープサーボパターンがマスクパターンの直上にあるときにこの最大の光強度のトラックの交差が生じる。この容易に検出可能な信号は、トラックを数えることができる参照点である。この点の上に８個のトラックがあり、この点の下に８個のトラックがあり、結果としてサーボ帯域に１７個のトラックをもたらす。図２０のオシロスコープのトレースは、マスクの１７個のトラック全体が磁気テープ回折パターン上を横断するときに得られる信号を示している。
【００３０】
２つのサーボ信号は、トラックを数えるために、かつ方向を決定するために有利に用いられる。直角位相波形、たとえばサインおよびコサインの波形を用いて、トラックの数および方向を記録することができる。たとえば、９０°ほど位相がオフセットされた２つのパターンを用いて、サインおよびコサイン信号を生じる。この例において、トラックのピッチが０．００１００インチであると想定すると、相対的な横断マスクの位置ずれは０．０００２５インチであろう。２つのマスクを、直角に置かれた２つの光検出器とともに用いると、サインおよびコサインの信号がもたらされ、この信号の数がトラックの数を決定し、差が方向を決定する。さらに、マスクおよびテープの間に置かれたさまざまな結像光学系は、当業者によって認識されるように、マスクに映されたテープ回折パターンを最適化し得る。
【００３１】
別の例において、マスク５３０を、テープ５２０と接触するガラステープアイランドに組込んで、いかなる軽微なテープエッジの異常も取除き得る。マスクは、たとえば、堆積された金属層をエッチングすることによって、または写真マスクを直接結合することによって、ガラスに置くことができる。このガラスアイランドは記録ヘッドの近くに置いてもよい。
【００３２】
上記の観察は、マスク位置センサが如何にして静的な磁気テープに対して作用するかを記載している。磁気テープが動いた状態で、検出された信号には別の構成要素がある。このテープサーボマーク運動は、キャリアとして作用し、テープの横方向運動はこのキャリアを変調する。当業者にとって明らかであるように、以下に続く信号処理技術を用いて、横方向のテープ運動の量に対応する変調の量を検出し得る。
【００３３】
この方法（および本明細書に記載された他の方法）は、実質的に不透明である標準の記録テープを通した光透過を可能にする。この光は、マスク、波長および第ｎ次の干渉の集約／検出の整合選択を通して何次もの振幅に増幅される。結果として得られる光学システムは、レーザおよび検出器をアクチュエータから取除くことによってアクチュエータの大きさを減じることが実現可能であることを示している。一例において、マスクはアクチュエータに取り付けられた唯一の要素である。このアクチュエータの大きさの減少は、先行技術の光サーボ技術と比較して、サーボの応答を増大させる。この方法およびシステムは、欠落したまたは変形されたサーボマスクにも強い。なぜなら、この方法およびシステムは、多くのサーボマークを同時に統合して、位置情報を生じるからである。
【００３４】
別の例に従うと、磁気テープのエッジは、マスクに映された回折パターンを生成する。
結果として生じる干渉パターンは、好適なセンサで検出されそしてヘッドのアクチュエータを位置付けるサーボのために用いられる方向および相対的な運動情報を含む。したがって、１つの例示的な光サーボ方法およびシステムにおいて、第１の回折媒体は記録テープのエッジを含む。サーボシステムの幾何学的形態（たとえばテープエッジおよび第２の回折媒体の距離、ならびに第２の回折媒体および少なくとも１つの検出器の距離）を調整して、出力パターンにおける周辺の２つのオーダ（たとえば、（０，０）および（０，−１）のオーダ）間の位相差を制御することができる。たとえば、位相差は９０°に、または１２０°等の部分的に直角の値に設定することができる。第１の検出器は１つのオーダを検出し得、第２の検出器は他のオーダを検出し得る。これらの直角位相の信号の検出によって、制御装置にはテープエッジに対する第２の回折媒体の動きの方向に関する情報が与えられる。
【００３５】
図７は、例示の光サーボシステムを示しており、光源７１０は記憶テープエッジ７２０を照明して回折パターンを生じ、サーボ情報を与える。例示のサーボシステムの操作は、図７における左から右への光経路に従って説明され得る。光源７１０、たとえばレーザは、照明を与え、この照明はテープエッジ７２０にわたって回折して、回折パターンを生成し、この回折パターンはマスク７３０に映され、それを通過して、出力マスク回折パターンを生成する。出力回折パターンは、センサ７４０によって検出され、および処理されてシステム内のテープ７２０の相対的な位置情報を与え得る。
【００３６】
一例において、光源７１０は、コヒーレント光源、たとえばレーザダイオード等を含む。センサ７４０は、いかなる好適な光センサアレイ、またはＣＣＤもしくはＣＭＯＳ装置等のラインスキャナも含み得る。光源７１０、センサ７４０およびマスク７３０は、テープ７２０およびヘッドのアクチュエータ（図示せず）に対する既知の物理的な関係において機械的に固定され得る。
【００３７】
一例において、マスクパターン７３０は４つの帯域の光学マーク（たとえば、孔または透過部分）を含み、そのうちの１つが図２に示されている。一例において、マスクは、ピッチが２４μｍおよび直径が１２μｍの孔のパターンを含む。さまざまな他の寸法およびマスクパターンを用いてもよいことが認識されるであろう。たとえば、使用され得る別のマスクパターンは、方向および相対的な位置情報を与えるのに好適な間隔および寸法を有する長手方向における線を含む。マスク７３０のパターンは一次元であり、好適な幅および空間を有する線、または光透過を増大させるための格子線のパターン等の要素を含む。さらに、マスクは、光源に対するさまざまな透過材料のパターンを含んでもよい。
【００３８】
光がテープエッジ７２０にわたって回折し、かつ回折パターンがアクチュエータマスク７３０に投影され、映し出されるときに、マスク７３０または光源７１０の動きによって回折パターンは移動されない。むしろ、この動きは、センサ７４０によって測定されるように、回折パターンにおける強度の変化をもたらす。テープエッジ回折パターンがアクチュエータマスク７３０のパターンを覆うまたはそれと一致するときに、最大の強度が生じる。マスク７３０がテープエッジ７２０に対して横方向に移動すると、２つの効果、すなわち、徐々に増加する強度の変化と、テープエッジの回折パターンがアクチュエータのマスクの回折パターンと交差する各々のトラックに対応した高速のシヌソイドの強度の変化が観察される。
【００３９】
出力マスク回折パターンから、２つのオーダ（０，０）および（０，−１）は、テープ７２０またはマスク７３０の横方向の動きの関数として、互いに位相をずらした光レベルを与える。システムの幾何学的形態、たとえばテープエッジ７２０からマスク７３０の距離、およびマスク７３０からセンサ７４０の距離は、調整されて、２つのオーダ（０，０）および（０，−１）のさまざまな量の位相差を与え得る。一例において、サーボシステ
ムの位相差は、たとえばサインおよびコサインの波形と同様に、９０°がずれている。９０°位相がずれている２つの波形を用いて、変換器のヘッドに対するテープ７２０の相対的な位置および動きの方向の双方を得ることができることが認識されるであろう。一例において、２つの光検出器は、そのうちの１つが回折パターンの各々のオーダのための検出器であるが、信号が同時に検出されるのを可能にする。図８は、一例における２つのオーダを表示するスコープトレースを示している。
【００４０】
マスク７３０およびテープエッジ７２０が適切に位置合わせされるとすれば、単一の最大の光強度のトラックの交差が生じる。この最大強度のトラック交差は、テープエッジの回折パターンがマスクパターンにわたって一致するときに生じる。この信号は、トラックを決定することができる参照点である。図８に示された例示のスコープトレースにおいて、最大強度のトラックがトラック１７で生じる。
【００４１】
テープエッジの位置を感知するための具体例としてのサーボ方法は、例示的なものにすぎず、上記の方法およびシステムに対する（装置または行為の追加および減少を含む）さまざまな修正が可能であることを、当業者は認識すべきである。さらに、さまざまな方法およびシステムを、他の光学テープエッジサーボ方法およびシステムと組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
上記の詳細な説明は、例示的な実施例を示すために与えられ、限定することは意図されていない。本発明の範囲内で多数の修正および変形が可能であることが当業者にとって明らかであろう。たとえば、本明細書に記載されたさまざまな例示の方法およびシステムは、それのみで用いられるか、または本明細書に記載されているか、あるいはたとえば光もしくは磁気サーボ方法およびシステムを含む、さまざまな他の位置および／またはサーボ方法ならびにシステムと組合せて用いてもよい。さらに、特定の例、および、これらの例が如何にして関連技術におけるある不利な点に対処すると思われるかが説明されている。しかしながら、この説明は、さまざまな例を、この不利な点に実際に対処するまたはそれを解決する方法および／またはシステムに限定することを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】具体例としての光サーボシステムを示す図である。
【図２】オブジェクトおよび／または参照マスクの具体例としてのパターンを示す図である。
【図３】オブジェクトおよび／または参照マスクの具体例としてのパターンを示す図である。
【図４】具体例としての光学マスク回折パターンを示す図である。
【図５】具体例としての光サーボシステムを示す図である。
【図６】光サーボシステムにおける光センサによって検出される具体例としての信号を示す図である。
【図７】具体例としての光サーボシステムを示す図である。
【図８】光サーボシステムにおける光センサによって検出される具体例としての信号を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  光源、２０  オブジェクトマスク、３０  参照マスク、４０  センサ、５２０  磁気テープ、５３０  アクチュエータマスク、７２０  記憶テープエッジ。
【図１】
2005129213.tif 000003
【図２】
2005129213.tif 000004
【図３】
2005129213.tif 000005
【図５】
2005129213.tif 000006
【図６】
2005129213.tif 000007
【図７】
2005129213.tif 000008
【図８】
2005129213.tif 000009
【図４】
2005129213.tif 000010